F1 연간 챔피언십을 미리 잠그시겠습니까? Mercedes Team DAS 시스템 분석

오늘날의 F1 경주용 자동차는 과학과 연금술의 모호한 경계가 만들어낸 산물이라고 할 수 있습니다. 쉽게 말하면 전통적인 의미의 아름다움과는 거리가 먼 특별한 기계일 뿐입니다. 그러나 더 깊이 들어가 보면, 그 뛰어난 공학적 디자인은 평범한 기계의 범주에서 벗어나 자신만의 개성을 갖기 시작했고, 이를 통해 경주의 아름다움을 이루게 되었으며, 이것이 바로 전 세계 수억 명의 자동차 팬들이 이에 열광하는 이유입니다. .

그 F1 드라이버들은 우승자로서 샴페인 화환을 즐기거나, 실패 후의 씁쓸함을 맛보며 트랙을 질주하고 있다. 그 뒤에는 필드에서 자동차를 지속적으로 최적화하고 업그레이드하는 거의 미친 엔지니어 그룹이 있습니다. 비록 랩당 0.1초만 향상될 수 있다고 해도 그들에게는 큰 성공입니다.

그래서 F1? 2020 시즌 시작 전 겨울 테스트에서 디펜딩 챔피언 메르세데스 팀은 새로운 Mercedes-AMG? W11? W11"). 공기 역학과 같은 큰 문제이든, 전력 시스템 열 방출 문제와 같은 작은 문제이든, 이 경주용 자동차는 이전 버전에 비해 최적화되고 업그레이드되었습니다. 올해 F1 연례 챔피언십은 메르세데스 팀이 미리 예약한 것으로 보인다. 그리고 프리시즌 연습 세션을 주의 깊게 관찰하면서 작은 세부 사항도 발견했습니다. 해밀턴이 W11을 직선으로 주행했을 때 스티어링 휠에 밀고 당기는 동작이 뚜렷하게 있었습니다. 그가 이륙을 준비하고 있었습니까?

F1에도 블랙 기술이 등장하기 시작한다.

실제로 이 신기술에 관해 메르세데스 팀 테크니컬 디렉터인 제임스 엘리슨은 인터뷰에서 이 신기술을 소개했다. 이 시스템은 "이중 축 조향"을 의미하는 "DAS"라고 합니다.

우리가 이미 알고 있는 인피니티의 스티어링 바이 와이어(steering-by-wire) 시스템인 DAS는 조향을 보다 부드럽게 하기 위해 설계된 것과 달리 W11에 이 시스템이 존재함으로써 운전자가 조종석에서 차량을 조정할 수 있다. 앞바퀴 발가락의 각도. 이전에는 차량이 피트 영역에 있을 때만 해당 조정을 수행할 수 있었습니다. 이 시스템은 운전자가 레이싱 스티어링 휠을 밀고 당기는 방식으로 제어되는데, 여기서 "이중 축 스티어링"이라는 이름이 유래되었습니다.

차량 구조에 대해 충분히 알면 '토우 각도'가 자동차 조향에 미치는 영향과 기능을 알 수 있을 것이다. 일반적으로 앞바퀴의 토 각도는 바퀴의 구름 경향을 조절하고 저항의 방향을 바꾸어 자동차의 주행 특성을 변화시키는 것으로 토 각도가 0도일 때 전방 구름 저항이 가장 작으며, 바깥 쪽 발가락 각도와 안쪽 발가락 각도의 구름 저항이 약간 더 큽니다. 토인 각도는 두 바퀴가 바깥쪽으로 당겨지는 경향이 있다는 뜻이므로 한쪽 그립이 고르지 않으면 이탈하는 경향이 있다는 뜻입니다. 차체 중앙을 향하는 성분이 있어 직선 주행 시 길을 잃을 확률이 적습니다.

자동차는 직선 주행뿐만 아니라 회전도 필요합니다. 차량이 코너링을 할 때 양쪽 바퀴의 주행 궤적이 다르기 때문에 주행 반경도 다르고 양쪽의 주행 저항도 다릅니다. 바깥쪽 바퀴의 주행 반경은 안쪽 바퀴의 주행 반경보다 크고, 주행 궤적도 더 길며, 필요한 조향 각도도 안쪽 바퀴보다 작습니다. 따라서 앞바퀴를 토아웃으로 설정하면 토우각 0도, 토인각만큼 직선 주행 안정성은 좋지 못하더라도 커브길에서는 주행 저항이 작아지고 타이어 접지력이 좋아진다. , 코너 진입이 더욱 쉬워지고 코너링 시 더욱 안정적인 주행이 가능해집니다. 토인 각도는 타이어가 코너에서 더 강하게 미끄러지도록 하기 때문에 코너에서 상당히 민감하게 반응하고 머리를 밀어내는 경향이 더 커집니다.

물론 이러한 단순한 자동차 원리는 메르세데스 팀의 '공성 사자'들의 마음 속에 이미 각인되어 있으며, 각 경주 전에 이러한 '공성 사자'는 여전히 목표 조정을 따라야 합니다. 앞바퀴 토우 각도의 가장 완벽한 균형을 이루기 위해 트랙의 특성에 맞게 제작되었습니다. 그러나 어떻게 조정하더라도 랩 타임의 일부를 필연적으로 희생하게 됩니다.

이 시스템을 통해 W11은 코너링 시 더욱 극단적인 앞바퀴 설정을 채택할 수 있어 직선 주행 성능에 영향을 주지 않고 코너에서 더 많은 안정성을 제공합니다. 이 외에도 DAS는 라이더가 타이어 온도를 더 잘 관리하는 데도 도움이 될 수 있습니다. 직선 주행 시 앞바퀴 설정에서는 타이어가 자동차 중앙에 더 가깝기 때문에 자동차의 마찰 저항이 더 작아집니다. 그리고 캠버 설정과 함께 타이어 내부가 점차 가열됩니다. 타이어가 너무 빨리 가열되면 물집이 생기는 등 타이어에 물리적 손상이 발생할 수 있습니다. 그러나 DAS를 사용하여 타이어를 차량 중앙에 더 가깝게 전환하면 타이어가 평소처럼 쉽게 과열되지 않아 코너링 시 차량이 한계까지 더 많이 밀릴 수 있습니다.

휠 킹핀 경사가 존재하기 때문에 회전 편향은 전면 지상고에 변화를 가져오며, 이는 메인 공기역학 패키지의 풍향 각도, 특히 전면 다운포스의 변화에 ​​영향을 미칩니다. 이것이 일부 사람들이 이 혁신이 F1 트랙을 계속 유지할 수 있는지 의문을 제기하는 이유입니다.

그것도 궁극의 기계 장인정신인가?

이 새로운 시스템을 개발해 F1 차량에 탑재한다면 메르세데스 팀의 '공성전'에 도움이 될 것이다. 이것은 거의 불가능한 작업입니다. 따라서 컨셉부터 프리 시즌 테스트까지 기술 전문가들이 이 시스템을 개발하는 데 거의 1년을 투자했습니다.

그들이 직면해야 할 것은 작은 설치 공간뿐만 아니라 운전자가 밀리초 단위로 트랙에서 원활하게 작동하고 토각 전환을 신속하게 완료할 수 있도록 하는 방법입니다.

아직까지 메르세데스 팀은 이 시스템의 구체적인 세부 사항과 작동 방법을 발표하지 않았지만, 패독의 유명한 기술 기자인 조르지오 피올라(Giorgio Piola)가 제공한 기술 분석 다이어그램을 통해 아마도 탐색할 수 있을 것입니다. 조금이나 두 개.

분석도에서 볼 수 있듯이 2020년형 레이싱카의 경우 상단 위시본 장착점에 있는 2개의 실린더(왼쪽 상단 사진의 빨간색 화살표)가 새 제품이므로 새로운 느낌을 줄 수 있습니다. Des 팀이 DAS 시스템을 배포하는 방법은 몇 가지 답변을 제공합니다. 이 두 개의 실린더는 객실 벽의 높이를 따라 움직이고 전체 시스템의 일부가 되어 조향 성능에 영향을 미칠 것이라고 추측할 수 있습니다.

또한 스티어링 랙도 벌크헤드 전면에 장착되며 탄소섬유 페어링으로 둘러싸여 있다. 동시에 스티어링 암도 최대한 앞쪽에 설치되어 기계 구조에 더 큰 변형 공간을 제공합니다. 또한 그림에서 볼 수 있듯이 스티어링 암은 공기역학적 이득을 극대화하기 위해 하부 위시본과 공간적으로 정렬되어 있습니다.

마지막으로 휠 엔드에서는 휠에 작용하는 W11의 앞바퀴 발가락 조정 시스템의 조정 메커니즘을 명확하게 볼 수 있습니다. 마지막으로 사진의 빨간색 화살표로 표시된 풀로드를 통해서입니다. 위의 실린더 이동을 통해 발가락 각도를 변경하는 효과를 얻습니다.

자동차의 발전과 마찬가지로 레이싱도 메이저 팀들이 서로 배우고 발전해가는 축소판이다. FIA가 이 신기술이 경쟁 표준을 충족한다고 판단하면 페라리, 레드불 등 유명 팀은 성능 향상을 위해 자체 DAS를 개발하게 됩니다. 이에 대해 메르세데스 팀조차 모방팀이 있을 것이라는 데는 의심의 여지가 없다고 말했다.

메르세데스 팀이 주요 팀들 앞에 답을 내놨다고 해도, 다른 팀들은 올해 첫 레이스가 시작되기 전에 모든 개발과 개발을 완료하지 못할 수도 있다는 예측도 나온다. 호주 그랑프리 테스트 작품입니다.

민간차량에도 사용이 가능한가요? 여전히 기대가 가득하다

지금까지 FIA는 이 새로운 시스템이 F1 규칙을 위반하는지 여부를 공식적으로 판단하지 않았지만, 이 시스템의 출현은 레이싱 기술의 또 다른 발전을 의미하며 이론적으로는 전환의 전망도 있습니다 민간용 차량 시장에 진출합니다.

현재 시중에 나와 있는 민수차는 모두 메이저 자동차 회사에서 개발한 '공성사자'가 정밀하게 계산한 토인 각도를 사용하고 있어 일정한 조정 범위가 있다. 하지만 이 조정 범위는 4륜 얼라인먼트 이후의 미세 조정만 지원하므로 차량 편차가 ​​줄어듭니다.

언젠가는 DAS 시스템이 차량 구성 목록에 나타날 수도 있고, 수동으로 조정될 수도 있고, 컴퓨터 계산 후 자동으로 조정될 수도 있습니다. 도로 교통 상황에 따라 다르게 설정될 수도 있습니다. 앞바퀴 발가락 각도는 차량 에너지 소비 손실을 줄이고 차량의 안정성을 향상시키고 안전성을 높일 수 있습니다.

DAS 이전에는 이미 레이싱 기술을 민수용 자동차 시장에 이전한 선례가 많았다. 액티브 서스펜션 시스템과 같은 대규모 기술, ERS 운동 에너지 회수 시스템, 디스크 브레이크와 같은 소형 기술, 패들 시프터 및 기타 기술은 모두 사람들의 지속적인 레이싱 기술 추구에서 비롯되었습니다.

마지막에 작성

땅 한 뼘도 귀한 F1 경주 분야에서 모든 기술의 발전은 더 빠른 최고 속도를 향상시키는 데에 있습니다. 지금 우리 앞에 벌어지고 있는 일은 DAS의 탄생 의도도 여기에 있습니다. 그러나 미래 민간 자동차 시장의 기술 발전으로 인해 이 신기술은 언젠가 귀하의 새 자동차 구성 옵션 목록에 나타날 수 있습니다.

본 글은 오토홈 체자하오 작성자의 글이며, 오토홈의 견해나 입장을 대변하지 않습니다.